探讨钢筋混凝土建筑结构现代抗震思路

　

 摘要：本文从 1、抗震设计思路发展历程；2、现代抗震设计思路及关系；3、保证结构延性

能力的抗震措施；

4、我国抗震设计思路中的部分不足；5、常用抗震分析方法这五个方面，

结合对钢筋混凝土建筑结构现代抗震思路及我国设计规范抗震设计方法的理解和探讨。

 

　　关键词：钢筋混凝土

 建筑结构 现代抗震 

　　一、抗震设计思路发展历程

 

　　随着建筑结构抗震相关理论研究的不断发展，结构抗震设计思路也经历了一系列的变
化。最初，在未考虑结构弹性动力特征，也无详细的地震作用记录统计资料的条件下，经验
性的取一个地震水平作用（

0.1 倍自重）用于结构设计。到了 60 年代，随着地面运动记录的

不断丰富，人们通过单自由度体系的弹性反应谱，第一次从宏观上看到地震对弹性结构引
起的反应随结构周期和阻尼比变化的总体趋势，揭示了结构在地震地面运动的随机激励下
的强迫振动动力特征。但同时也发现一个无法解释的矛盾，当时规范所取的设计用地面运动
加速度明显小于按弹性反应谱得出的作用于结构上的地面运动加速度，这些结构大多数却
并未出现严重损坏和倒塌。后来随着对结构非线性性能的不断研究，人们发现设计结构时取
的地震作用只是赋予结构一个基本屈服承载力，当发生更大地震时，结构将在一系列控制
部位进入屈服后非弹性变形状态，并靠其屈服后的非弹性变形能力来经受地震作用。由此，
也逐渐形成了使结构在一定水平的地震作用下进入屈服，并达到足够的屈服后非弹性变形
状态来耗散能量的现代抗震设计理论。

 

　　二、现代抗震设计思路及关系

 

　　在当前抗震理论下形成的现代抗震设计思路，其主要内容是：

 

　　

1.合理选择确定结构屈服水准的地震作用。一般先以一具有统计意义的地面峰值加速度

作为该地区地震强弱标志值（即中震的），再以不同的

R（地震力降低系数）得到不同的

设计用地面运动加速度（即小震的）来进行结构的强度设计，从而确定了结构的屈服水准。

 

　　制定有效的抗震措施使结构确实具备设计时采用的

R 所对应的延性能力。其中主要包

括内力调整措施（强柱弱梁、强剪弱弯）和抗震构造措施。

 

　　

2.现代抗震设计理念是基于对结构非弹性性能的研究上建立起来的，其核心是关系，

关系主要指在不同滞回规律和地面运动特征下，结构的屈服水准与自振周期以及最大非弹
性动力反应间的关系。其中

R 为弹塑性反应地震力降低系数，简称地震力降低系数；而为

最大非弹性反应位移与屈服位移之比，称为位移延性系数；

T 则为按弹性刚度求得的结构

自振周期。

 

　　之所以存在上述的规律，我们应该注意到钢筋混凝土结构的一些相关特性。首先，通过
人为措施可以使结构具有一定的延性，即结构在外部作用下，可以发生足够的非线性变形
而又维持承载力的属性。这样就可以保证结构在进入较大非线性变形时，不会出现因强度急
剧下降而导致的严重破坏和倒塌，从而使结构在非线性变形状态下耗能成为可能。其次，作
为非线弹性材料的钢筋混凝土结构，在一定的外力作用下，结构将从弹性进入非弹性状态。
在非弹性变形过程中，外力做功全部变为热能，并传入空气中耗散掉。我们可以进一步以单
质点体系的无阻尼振动来分析，在弹性范围振动时，惯性力与弹性恢复力总处于动态平衡
状态，体系能量在动能、势能间不停转换，但总量保持不变。如果某次振动过大，体系进入